数控论文范文

时间:2023-03-13 04:48:08

数控论文

数控论文范文第1篇

关键词: 职业院校 数控技师论文 辅导

技师是技术工人中的佼佼者,无论其操作技能,还是解决生产实际问题的能力,都达到了较高的水平。但往往他们的写作能力不强,尤其是职业院校的在校生,这一点显得尤为突出。那么如何辅导帮助他们进行技师论文的写作与答辩,顺利通过技师考试呢?笔者结合自身的工作经验,浅谈几点心得体会,供同行参考。

一、让学生在生产实践中发掘数控技师论文的研究课题

学生在校内实践实习内容,与企业生产相比有明显不同,学校的实训内容围绕着技能鉴定的课题,具有一定的难度和概括性,但要成为研究课题,深度、广度、创造性的价值显然是不够的。因此,数控技师论文的课题应从企业生产入手,让学生参与到实际生产中,从实际生产中,发现问题,研究问题,解决问题,最终形成具有较高参考价值的学术论文。

我院充分发挥技术、设备优势,让学生积极参加外协零件的加工,在实习教师的指导下,直接参与零件的工艺分析、程序编制、程序传输及加工的整个过程。尤其在零件的加工过程中,学生可以进一步熟悉工件的装夹、刀具的选择、切削用量的优化和工件的正确测量等。

此外,积极组织学生与教师一起到高新技术企业参加生产实践,从实践中提高实际操作水平,在实际操作中发现问题。学生本身的文化理论素质偏低,专业知识的综合运用能力不强,即使发现问题,也未必能将其上升到技师论文研究课题的高度,因此,教师要事先将各种数控技师论文性质进行归纳,并引导学生对号入座地提取问题的本质,将其上升到研究课题的高度,进一步确定数控技师论文的写作对象。现将归纳的课题类型简述如下:

(1)零件装夹定位困难,需设计工装以提高工效。

(2)改良零件加工程序,做成参数模块化,减少程序编制、调整时间。

(3)对于复杂轮廓的零件,手工编程难以完成,通过CAD/CAM手段,从三维造型产生数控加工程序,并加以运用。

(4)特殊零件加工,仅靠普通刀具无法完成,需要设计新型刀具以满足加工需要。

(5)数控机床的改造、调试、维修遇到的问题及解决方法。

(6)模具数控加工,在从设计到三维建模,最后生成程序完成加工的过程中,遇到的问题及解决办法。

其他还有很多课题,在这里就不一一列举了。有了以上的参照,确定论文课题就会有较强的目的性。

高质量的数控技师论文,离不开论文指导教师的耐心辅导。数控技师论文指导教师必须是理论水平高,动手能力强的双师型教师,而目前数控专业双师型教师则较少,需通过参加生产锻炼大力培养数控理论教师,使其成为真正的双师型教师,从而进一步解决论文指导教师匮乏的问题。

二、数控技师论文指导教师需要双师型教师的原因

技师论文的主要内容应侧重于实际操作方面的内容,以解决生产实际问题为导向,以提高生产效率为准绳,以降低生产成本、提高产品可靠性为目的。技师论文的内容来源于生产,服务于生产,最终检验于生产。现很多教师明显缺乏的是实践锻炼,既无生产实际课题研究,又缺乏课题研究的手段,因此必须学习新知识、新理论提高解决生产实际问题的能力。由此看来,数控技师论文指导教师须是真正的“双师型”教师,因此,大力培养实践经验丰富的“双师型”教师是急需解决的首要问题。

当今世界科学技术迅猛发展,生产力水平提高很快,科技含量高的高新技术装备――高档次数控机床的应用更加广泛。操作此类先进的设备,必须具有较高的理论水平和掌握新的科学知识,培养这种先进设备的操作者,要求授课教师应是“一体化”教师,而我们学院教学设施和设备则有限,不能为提高教师实践能力创造真实的实践环境,数控技师论文所需要的生产类型研究课题也就无从谈起。

三、如何培养双师型教师

走校企合作之路,依托高新技术企业建设校外实训基地,有利于提高教师的实践能力,加强“双师型”教师的培养,更有利于数控技师论文课题的发掘。教育部在《高职高专教育教学工作优秀学校评价体系》和《高职高专教育教学工作合格学校评价体系》中指出,“双师型”教师是符合下列条件之一的教师:(1)具有两年以上基层生产、建设、服务、管理第一线本专业实际工作经历,能指导本专业实践教学,且具有讲师(或以上)的教师职称。(2)既有讲师及其以上的教师职称,又有本专业实际工作的中级及以上职称。(3)主持(或主要参与)两项以上应用性项目研究,研究成果已被社会企事业单位应用,具有讲师及以上教师职称。从上述三个条件可以看出,最突出的是“专业实践能力”,而在学校里哪一条都很难做到,但可以依托企业、校企联合,利用企业这个实践平台,分期分批地把教师送到高新技术企业,顶岗参加生产实践。对于新毕业的青年教师,采用“先上岗,后上课”的办法,首先进行实践锻炼,真正将理论与实践结合起来,这样才能更好地培养和提高教师的实践能力。这也是提高教师实践动手能力最有效、最快捷的途径。例如,加工中心等数控机床的操作及应用,其难度和特殊性非书本资料中所能查到,数控编程采用的各种奇妙工艺过程,更不可能从资料文献中获得。因而,在参加生产加工的过程中,教师要全面深入地了解各种数控机床的性能特点、编程要点,掌握实际操作的具体方法。同时,教师还要向企业技术人员请教一些教学上遇到的实际问题,以提高自己的专业水平。另外,教师与技术人员一起进行生产上各项技术攻关,而每一项技术攻关都可以作为数控技师论文的最佳课题,把这些课题留给学生来作,岂不是最好的论文内容?此类课题的完成,既能锻炼学生解决问题的能力,又为企业解决了技术难题,同时也完成了数控技师论文,可谓一举多得。

四、论文选题应精选细琢,对学生应因材施导

选题是能完成数控技师论文的关键环节。

首先要明确数控技师论文具有科研的特点,它与科学家承担的科研不同,主要是解决生产实际问题,是基于对学生的研究能力及素质培养而给予的一定的科研尝试,而不是要求他们创造新知识,发现新理论。通过新的工艺方法、加工手段解决技术难题,能提高工作效率、降低生产成本和提高产品质量。

为了选题更准确,更切合学生的实际,教师应充分了解学生掌握知识的程度,了解学生的兴趣爱好和实践特长,从而引导学生根据在企业实践的内容进行选题。选题应以中小型论文课题为主,且课题涉及的知识范围、理论深度要符合学生在校所学理论知识和实践技能训练的实际情况。

教师要特别注意因材施导,对部分优秀学生的论文课题可适当加大分量和难度,使学生通过努力,在规定时间内完成课题研究或取得阶段性研究成果,使学生的能力得到充分发挥,切不可放任学生自由,一味追求简单容易的论文选题,而失去综合能力提高的机会。

五、采用多种形式进行技师论文写作的培训

技工院校的生源质量决定了技校生的自信心普遍缺失,文化基础薄弱,学习的主动性和创造性较为缺乏,自我约束能力也相对较差。所以,技校生在知识储备和学习能力等方面起点较低。这也就造成了在进入技师论文写作阶段时,常常因为能力有限或放弃、或畏惧、或应付,学生明显表现为对论文写作不在乎。因此,对学生进行论文写作的培训是非常有必要的。

(一)加强学生应用文写作能力的培养与提高

现在,很多技工院校都没有开设应用文写作课程,只是在语文课程教学中,采用很少课时,加以简单介绍。因此学生的应用文写作能力普遍较差,远远不能适应技师论文写作的需要。对此,我们应增加学习应用文写作练习的时间,并结合技师论文写作的要求,进行强化训练,使学生了解技师论文的写作目的和原则,掌握技师论文写作的过程及论文写作的各个环节的操作规范,掌握技师论文的写作思路、方法和一般技巧。

(二)专业课加强论文写作训练

在专业课学习中,专业教师也应注重培养学生发现问题、分析问题、解决问题的探究精神和能力,在课堂活动中有意识地对学生进行思维能力、分析能力和表达能力训练。给学生提供小课题科研训练的机会和方法,增加写专业小论文的课后作业,甚至学期考核也可以采用开放型的主观题让学生练笔。同时有必要增设文献检索、资料的收集和整理、论文撰写指导等课程或者讲座。只有增加写作论文的机会,让学生勤写多练,才能使学生从不熟悉到熟能生巧。

(三)精通CAD、UG、PROE等软件

CAD、UG、PROE等软件是目前国内数控加工中应用最为普遍的专业软件,同时也是解决生产实际问题的工具,如UG、PROE都有三维建模生成数控加工程序、仿真数控加工的功能,国内相当多的企业均使用此类软件。因此,要求学生掌握这几种软件的应用是非常必要的。除教材上的正常教学内容外,还应增加企业各种不同类型的生产图纸让学生真刀实枪地练习,从而提高实操能力和解决问题的能力。在论文写作时,必要的插图、工艺图,可以使用以上软件进行绘制,增强论文的论证效果及说服力。

(四)指导学生合理运用文献资料

引导学生合理使用文献资料,可以培养学生对技术信息进行检索和利用的意识和能力,对提高论文写作水平有非常重要的作用。

科技文献的检索对技工院校的培养对象来说,重点不应是查找新的技术发明,而是充分发挥信息源的作用。科技文献,特别是专利说明书中对专利技术内容的描述十分详尽,包括大量非常实用的技术、技巧和专利人的奇思妙想,对于从事数控机械加工工作人员来讲,有很高的参考价值,是解决生产实际问题、开拓思路、开阔视野的极有价值的参考文献。利用科技文献中的技术信息,在生产、产品开发等工作中,可少走弯路、避免重复劳动和人力、物力的浪费。特别是在对失效专利信息的利用上,所有失效专利从法律角度上讲,已失去国家法律保护,变成了“公知公用”的技术。发现失效而又适用的专利技术,及时利用其技术、技巧于自己的生产活动中,不仅可免费使用这些适用技术,而且从失效的专利的技术中可以受到启发,开发出新的方法、新的产品、新的工艺。

学生有专业技术文献的参考,从中提取先进的思想,然后在论文的内容上、形式上再有较大的突破,就能写出极具参考价值的科技论文。

六、论文答辩前的准备

(一)答辩问题的准备及对策

论文答辩题的内容应来自论文的内容,论文评审人员阅读论文后,根据论文的内容出4~8道答辩题。出题的范围一般不会超出以下范围:

1.论文内容中已谈到的问题

对这类问题,在论文中一般可以找到答案。

2.论文中未说清楚的问题

对于论文中没说清楚的问题,有必要在答辩前弄清楚。

3.与论文内容相关的问题

任何工种都有与之关联的工种或专业。考核数控车工、加工中心技师,提问一些机加工、钳工知识都是合情合理的。因此,答辩前相关工种的知识储备是必要的。

4.提高和展望型问题

主要是探讨先进技术发展前景及发展的趋势,这是论文内容的继续和延伸,反映论文作者造诣的深浅。这类问题是从论文本身主题向外延伸,也可以是上一个问题的延伸。对这类问题,需要日常积累,多接触一些科普读物,多在本专业上作一些深入研究。

5.与论文相关的高深理论问题

这是在论文相关知识的基础上,向高深领域做一些延伸而提出的问题。这些问题一般都很难回答,需要学生向更深层次学习和发展,不断学习新知识,掌握行业的最新动态,且与自己的工种密切结合,作深入思考和研究。

(二)举例说明如何准备答辩问题

现有一篇数控技师论文《如何提高薄壁零件的加工精度》,文章中包括以下内容:

1.前言

2.影响薄壁零件加工精度的因素

3.如何提高薄壁零件的加工精度

3.1分析工件加工难点

3.1.1装夹定位的问题。

3.1.2螺纹加工部分厚度只有4mm,而且精度要求较高。

3.2优化夹具设计

3.3合理选择刀具

3.4分析工艺过程

3.4.1加工步骤

3.4.2切削用量

3.5科学编制程序

3.6加工时的几点注意事项

4.结语

经过分析,可以虚拟一部分答辩题让学生作准备,见下表1。经过举一反三将各种不同类型的问题,做了精心的准备,答辩时就可做到胸有成竹,蓄势待发。

(三)答辩前的心理准备

一般的学生,面对论文答辩场合,可能会出现怯场现象。原来准备得很好,考评人员一问便什么都忘了,什么也回答不出来了。因此,教师要做好学生的心理疏导工作,减轻学生的思想包袱,使其轻装上阵,正常发挥水平。

七、总结

经过数控技师论文的写作和答辩,学生从生产实践,写作培训到论文的选题,参考文献的收集,写成论文,完成答辩。这些过程是学生最好的学习实践过程,既检验了学生的学习、实践的水平,又提高了学生解决实际生产问题的能力,同时教师的实践水平也得到了进一步的提高。

社会的发展急需大量的数控人才,更需要有真才实学的数控人才。技师论文的写作可以在一定程度上提高数控技师专业学生灵活运用理论知识、解决实际问题的能力,希望本文能起到抛砖引玉的作用。

参考文献:

[1]刘传良,刘小娜.高职高专院校文献信息检索课的特色建设思考.河南机电高等专科学校学报,2007,(1).

[2]杨亚丽,秦静远.高职生毕业论文写作存在的问题及对策.教育及职业,2006,(6).

[3]张卫东.加强论文指导提高高校学生素质.教育与现代化,2005,(12).

[4]王炳章.如何提高高职高专教师的专业实践能力.沧州师范专科学校学报,2006,(12).

数控论文范文第2篇

1.1叶轮和流道的粗加工

对于叶轮,五轴联动加工方式开粗并不好,因为需去除量过大,五轴联动效率低,加工时间长,机床磨损大,应采用3轴方法开粗,再采用五轴联动方式精加工叶片和轮毂。3轴开粗采用contourmill—cav-itymill,通过定向方式,不断改变当前视图的角度,根据叶片扭曲程度不同和叶片数量的差异,使用尽量少的程序,尽大量的去除余量。型腔铣开粗加工中切削模式选择跟随周边。选择跟随周边和跟随部件时刀轨的差别,选择跟随部件时,刀轨多,程序长,但基本可以切削到视图范围内想要切削的所有部分;选择跟随周边时,刀轨少而规整,个人觉得由于第一个粗加工程序选择刀具直径偏大,叶片根部的圆角余量很大,需要后续程序再进行修整,没有必要在第一个程序就切削的非常干净,本文选择了跟随周边的算法。刀具采用直径10mm的圆鼻刀进行加工,粗加工余量设置为1mm,采用多重深度切削,步进方法为每刀深度,设定每刀深度为1mm。

1.2叶轮和流道的精加工

由于叶片曲面为空间曲面,呈波浪状,为了防止粗加工后余量不均,设置半精加工工步,以保证精加工有均匀的余量。据工件尺寸,叶轮流道采用两次加工完成,分别用D4和D3的球铣刀加工,驱动方式采用“流线”驱动,选择两叶片之间的流道作为加工表面,投影矢量选择“垂直于驱动体”,刀轴采用“朝向点”,其坐标为(-100050)。叶片的加工同样需要分两次完成,分别用D4和D3球铣刀,驱动方法采用“曲面”驱动。投影矢量采用“垂直于驱动体”,刀轴采用“侧刃于驱体”侧倾角为10°。

1.3叶片圆角的精加工

如果刀具的圆角半径远大于叶片根部圆角,造成非线性误差严重,易形成所谓的“啃刃”现象,故圆角加工选用D2球铣刀,驱动方法选择“流线”驱动,投影矢量选择“垂直于驱动体”刀轴选择“相对于部件”。

2基于叶轮模块的叶轮数控加工编程

2.1加工前的准备

调用在UG—CAD里建好的模型导入加工模块。在CAM中设定初始加工环境,使用“mill_mul-ti_blade”—叶轮模块。毛还、安全平面、部件几何体的定义与可变轮廓铣操作相同。接下下设定多叶片几何体。分别指定轮毂、叶片、叶片圆角、包覆面,包覆面设定为毛坯表面。

2.2叶轮模块下叶轮的数控编程

程序和刀具的创建与可变轮廓铣中相同,刀具使用D10和D3的球铣刀。开粗加工的驱动方法前缘选择“沿叶片方向”,相切延伸选则“50%刀具”,进刀类型选择“圆弧-平行于刀轴”。正确设置叶片精加工、轮毂精加工工艺参数,以及叶片圆角精加工工艺参数。

3叶轮数控加工程序校验及后置处理

3.1程序模拟仿真

对于已经生成的刀具路径,可在图形区中以线框形式或实体形式仿真刀具路径,以便于用户直观地观察刀具的运动过程,进而验证各操作参数定义得是否合理。刀具路径验证的可视化仿真是通过刀具轨迹和创建动态毛坯来实现的。

3.2后置处理

在UG/CAM中生成零件加工刀轨,刀轨文件中包含切削点刀心数据的GOTO语句,还有控制机床的其他指令信息。这些刀轨文件不能直接驱动五轴加工中心,因为机床/控制系统对程序格式和指令有不同要求,所以刀轨文件必需经过处理,以符合机床/控制系统的要求。通过UG后置处理(NXPOST)读取NX的内部刀具路径,生成适合指定机床的NC代码,研究成功得到整体基于可变轮廓铣和叶轮模块下的NC程序。

4结束语

本文通过UG/CAD建立了叶轮的模型,分析了的叶轮加工工艺,讨论了粗、精加工中刀具选择的原则。通过可变轮廓铣和叶轮模块实现了叶轮的数控编程,与可变轮廓铣相比,叶轮模块编程操作简单方便,生成零件的表面质量更好。应用UG8.0进行整体叶轮的刀具轨迹仿真实验,解决了如刀具与叶片易发生干涉等诸多难点,成功得到正确的刀具轨迹仿真结果并输出可用于真实五轴数控加工的NC程序。

数控论文范文第3篇

案例工件加工面积较大,机加工会产生较大的内应力,内应力较大而未及时予以去除时,会导致工件在运动过程中容易产生变形甚至形成裂纹,因而需要热处理去应力,这就需要机加工时考虑热处理后的装夹、碰数问题,将整个加工过程分成两个阶段:热处理前及热处理后。热处理前需去除大部分材料,只留精加工余量;热处理后需要清除预留的材料,并得到在精度要求范围内的最终零件,精加工使用加工精度较高的德马吉DMC64Iinear加工中心,有效行程640mm×600mm,数控系统为FANUC180i-MB,主轴最高转速12000r/min。热处理前的粗加工分正面、背面、及两侧面四个方位的加工,因热处理去应力后,工件会有所变形,需重新以一个准确的参考基准作为加工碰数基准,像这种大滑块一般以基准角碰数,这就需要一个准确的基准角。粗加工时,预留顶面材料,其平面作为热处理后研磨支撑平面,热处理后可通过磨床,研磨加工出基准角的三个基准面,研磨量为0.2mm,保证其垂直度。热处理后的精加工时,加工方位与热处理前一样,但因背部材料已去除,工件正面加工时(胶位面方向)如何装夹是要考虑的问题。如果用虎钳夹住尾部平位加工,其尾部平位与高度比为60∶322,大概为其总高度的1/6,有2/3的重量处于悬空状态,且正面有较多的材料需要去除,受力不均匀,容易在角位处产生较大内应力,有可能会产生变形或裂纹,并且这么大的滑块装夹、拖表不方便,对机床要求也较高,需要考虑其他装夹工艺。解决方案是在加工背部耐磨片槽时预留工艺凸台,这样在正面加工时可用工装板及垫块紧固装夹固定,其好处是装夹、对数方便,并能较好地平衡加工时的作用力,实用性强。热处理后精加工时,因正面已粗加工,按精加工时的方法将无法装夹固定,这时可考虑使用直角弯板装夹,在数控铣床上去除工艺台背面粗加工时,耐磨片槽后部有一大块相边区域需要去除材料,其尺寸达到261.5mm×174.8mm×280mm,常规的数控加工,需要用刀具一层层的切削,必定会占去较长的加工时间,并且损耗刀具,生产效率不高。通过分析对比,用线切割加工较为合适,不但能得到一块实用的材料,而且省下很多的时间,同时考虑工艺台,这样线割时将一起切割出来,留0.5mm作为热处理后精加工余量,这样背面方位加工只需加工耐磨片槽,大大节省时间,一举多得。

2滑块的数控加工

编程分热处理前的粗加工及热处理后的精加工,按不同的方位加工顶面方位、背面方位及正面方位。热处理前粗加工需要去除大部分材料,考虑装夹加工工艺,预留部分材料到热处理后,粗加工整体留预量0.3mm。因篇幅关系,下文重点介绍正面方位的数控编程加工,编程软件为UGNX7.5,机床使用德马吉DMC64Iinear加工中心,数控系统为FANUC180i-MB,主轴最高转速为12000r/min。正面装夹如图4所示,将已线切割余料的工件,通过螺钉与工装板、垫块紧固为整体,并固定于机床工作台上,基准角对刀。

(1)热处理前粗加工

加工编程前先设定加工坐标系、安全平面、材料毛坯及加工工件,粗加工使用型腔铣削加工,该模块提供粗切单个或多个型腔、沿任意形状切去大量毛坯材料以及可以加工出型芯的全部功能,最突出的功能是对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹,确定走刀方式。零件正面方位的型腔铣削粗加工,加工余量0.3mm,用40R6的圆鼻刀完成主体大部分材料的去除工作,切削模式为跟随部件,封闭区域用螺旋进刀,开放区域用圆弧进刀,区域间的快速移刀为到达安全平面,区域内为前一平面;切削深度为顶面开始深70mm,每刀公共深度为恒定0.3mm,主轴转速为1800r/min,进给为2000mm/min。再采用35R5的圆鼻刀完成次级窄角位的材料的去除工作,加工方法设置与上述40R6刀具一样,控制切削范围,使用参考刀具42R8,对40R6未能加工的区域进行补刀。接着可用更小的刀具进行更小窄角位的材料去除工作,但因粗加工后需要热处理去应力,去应力并不会增加材料硬度,部分更窄角位的余料对整体应力影响不大,为减少工作量,提高加工效率,可不需要进一步粗加工。

(2)热处理后半精加工

热处理后材料已去除应力,可完全去除多余材料,但工件表面有变形,需通过磨床研磨加工,重新定好基准。研磨好三个基准面及工艺台面后,按图4所示正面装夹好,整体固定于德马吉DMC64Iinear加工中心上。因滑块正面为产品的表面,要求较高,且正面各层陡峭不一样,可通过切削层深度控制切削范围,分段进行加工,减少移刀时间,优化刀路。如图9所示,先用30R5圆鼻刀进行半精加工,去除热处理前的窄角位材料,切削模式使用轮廓铣加工,切削层深度0.3mm,切削余量为0.3mm,控制切削层深度为0~60mm,完成顶部较凸出部分的清角加工;接着用同样的刀具及加工参数控制切削深度为60~70mm,完成中间较平表面的加工;延续刀具及加工方法,控制切削深度为70~140mm,完成侧面垂直面的加工。完成上述刀路后,正面大部分余料已去除,但更窄角位处还有余量,延续上述的加工方法,使用型腔铣模块轮廓铣进一步清角,如图10所示,先用16R0.8的圆鼻刀,再用10R5、6R3的圆鼻刀逐级递减更换更小的刀具进行清角,进一步减少余量。完成窄角位半精加工后,延续半精加工的装夹方法,在同一机床上进行整体表面精加工,以减少装夹对刀过程中的误差。这里采用固定轴铣削加工,该模块提供了完全和综合的,用于产生3轴运动的刀具路径,实际上它能加工任何曲面模型和实体模型,可以用功能很强的方法来选择零件需要加工的表面或加工部位。有多种驱动方法和走刀方式可供选择,如沿边界、径向、螺旋线以及沿用户定义的方向驱动,此外,还可以容易地识别前道工序未能切除的区域和陡峭区,快速完成清除上一次加工的余量,提高工件的加工质量,使精加工时均匀切削。

3结束语

对于复杂、大型零件的机械加工,其工艺流程的编排是非常重要的。工艺编排时要综合考虑本身的机加工设备及能力,熟悉各工种各工序的加工需要及其加工精度,统一加工基准、装夹定位基准,才能得到更高的几何精度及尺寸精度,同时也提高生产效率降低生产成本。

数控论文范文第4篇

1.1数控技术的概念

数控技术,也就是通过计算机编码的形式,实现同设备的对接,并且进行自动化操作和远程运行过程的技术。这是一个将机械化同信息化相结合的技术,可以说比较广泛的运用在工业生产的过程中。而现阶段,由于信息技术的进一步发展,计算机的操作水平也有了飞跃性的提高,数控技术的复杂程度和精密程度也有了进一步的增强,在工业生产实践过程中能够发挥作用的领域也越来越广,因而能够进一步的在生产生活的过程中发挥自己的作用。

1.2数控技术的运用状况

现阶段的数控技术已经不仅仅是机床加工而已了,可以说从机械制造到使用方面,都可以有数控技术的具体应用。相对而言,自动化运行的成果,也是由于数控技术的产生而带来的,因而机械自动化方面,可以说是运用比较广泛的领域。就我国的现实情况来说,在工业生产方面本身已经达到世界先进水平,但就技术水平来说,还具有一定的差距。数控技术实际上也处于这样的状况,发展迅速但是距离高端水平尚有距离,因而在重视程度方面的加强,以及我国信息技术的发展,都可以说从环境方面加强了数控技术的发展空间。

2数控技术在煤炭工业中的意义

2.1对于精度和效率的提高

应当说在精度方面的提高也是很明显的,数控技术之下实现了机械的自动化运作,因而实际上误差相对于一般的人工操作就会有很大的缓解。由于自动化操作本身只是对于指令的重复执行,基本上只会因为机械本身为误差而出现问题,就精度来说,可以有效地避免人工操作失误的状况,对于精度也是有提升的。效率方面同样也是如此,数控技术本身的传导和操作都运转自如,也可以说是浑然一体,因而从煤的采集到输送方面实际上都是完全的数字控制,对于生产效率来说,必然的也是大幅度地进行了节约的功能。

2.2对于安全生产的促进

安全性的提升可以说也是显而易见的,由于数控技术的运用,使得操作人员能够相对远离操作一线,从而使得相对有一定危险性的采煤行业在对于人员的威胁方面有显著的下降。数控技术一般而言更加适用于露天的煤矿开采,在露天开采方面的使用也更加广泛,因而就这方面来说,对于开采的本身危险性的降低,以及通过精密化的操作来减少运行风险,都可以说不可忽视[1]。即使在井下开采,数控技术的运用同样对于及时的预警以及危险操作的替代,有着不可忽视的作用。即使需要特定人员对于数控系统进行监控,也并非亲临一线,靠近生产的最前沿,因而在环境方面也可以说有一定的安全保障。再加上自动监测系统的出现,也进一步使得生产系统的故障排除有了更多的依靠。

2.3对于采煤成本的节约

成本方面也可以说有相当的结约。首先是人力成本方面,在机械大量使用之前可以说是典型的人力密集型产业需要大量的人力成本,而在机械使用之后则会对于人力成本有明显的需求降低。而在数控技术发展普及之后,需要进行操作的人员需求则会进一步降低,从而更多的减少人力资源成本。而在技术成本上也可以这么说,大量的设备操作被简化到计算机控制,可以对于机械操作方面作出很大的节约。而智能控制之下也能够提高采煤的效率,从而减少对于原煤的筛选工作,进一步的减少成本支出。

3数控技术在采煤生产中的具体实用

3.1采煤机械制造方面

在机械制造方面,可以说数控机床的出现以及大范围的使用进一步加强了采煤机械制造的效能,从而可以在重工业的源头方面有着更进一步的发展。就采煤行业来说,采煤机是其主要的工作机械,而数控技术运用在机械制造方面,最主要的还是加强了机械本身的精密程度,并且能够进一步将一些需要更高精度的技术运用在新的机械方面,从而加强采煤机械的效能[2]。比如说对于气割的控制就属于数控运用的典型方面,通过这些方面的使用,可以说对于采煤行业本身来说,作用是不可忽视的。

3.2采煤机械运行方面

而在采煤机械的运用方面,可以说数控技术的使用则是更加的广泛,通过数控技术的有效使用,可以使得采煤机械真正的实现系统化的运转,并且完全实现自动化的效率使用。可以说对于控制来说,最主要的几方面包括对于数控的自动关停、以及对于采用量的控制以及传输的一体化方面都是可以看得见的。而同样的,在数控技术的自动故障检测方面,也可以说是大幅度的排除了安全风险,使得效率和安全水平有了进一步的提高。

4结语

可以说科学技术就是第一生产力,因而对于采煤行业来说,将技术及时的运用和普及,通过结合自身实际情况加以推广是非常的有必要的。数控技术的发展对于工业本身的促进十分明显,也可以说是对于采煤行业的革命性发展,因此及时地进行技术革新和管理适应,可以说十分的有必要。

数控论文范文第5篇

1.1“3+2”轴加工模式“3+2”加工是五轴加工的常用模式,它指的是在五轴加工过程中,在两个旋转轴(ABC中的两个)的矢量方向确定后,3个直线轴(XYZ)做三轴联合运动完成零件加工的方式。这种加工模式能够提高生产效率,减少装夹次数,避免零件的安装误差。这种加工模式在加工箱体、模具零件的底部或侧壁时,可使用短刀具加工提高加工刚性。在进行“3+2”五轴加工模式时,先要建立定位坐标系,然后确定机床的旋转轴后在进行零件的定位加工,在斜面上加工孔时,采用这种加工模式,体现出很高的效率。“3+2”模式的五轴加工编程相对简单,对五轴机床的磨损小(旋转轴的使用寿命比直线的使用寿命低)。“3+2”模式的五轴加工不足是:加工时两个向量之间存在加工界限,在精度不高的五轴机床上加工时会产生“台阶”,而五轴联动加工则可以避免。

1.2“4+1”轴加工模式“4+1”轴加工指的是:在进行五轴加工时,一个旋转轴(ABC轴中的一个)角度确定,剩下的三个直线轴加一个旋转运动轴可同时做联合运动完成零件的加工。这种五轴加工模式适合加工近似回转体类的零件。在保证刀具不干涉的情况下使用采用“4+1”轴加工可以减少零件装夹次数,提高生产效率,提高零件的加工精度。

1.3五轴联动加工五轴联动加工指五个运动轴(包括XYZ三个直线轴和ABC中的两个旋转轴)同时运动对零件进行加工的一种模式。在进行五轴联动加工时,可对加工过程中的刀具轴线方向进行优化,改变刀轴的矢量方向,保证在整个刀具路径上都可保持最高效的切削模式,具有连续性,没有加工的接刀痕迹,表面粗糙度好等优点。五轴联动加工不仅能控制加工误差,而且能提高零件表面质量,同时可根据工艺要求,均匀地切除复杂曲面材料,这样就能有效控制工件的应力和热变化。例如在加工螺旋桨、航空发动机的整体叶轮时都需用到五轴联动加工保证产品的质量和精度。以上三种加工模式如图1所示:图1五轴加工模式

2五轴加工的关键技术

要加工出高质量的五轴零件需要有先进的五轴设备、高效的五轴编程软件和合理的五轴加工工艺,三者缺一不可。具体操作流程为:根据加工条件,用CAD/CAM软件完成零件的三维造型及刀路设置,根据机床性能后置处理生成数控程序;然后应用仿真软件进行欠切、过切、碰撞检测以及试切削;最后操作五轴机床完成零件的加工。

2.1五轴机床五轴数控机床相对于三轴数控机床来说,不仅仅是增加两个旋转轴的问题,它在算法、控制技术上有着很大的提升,其关键技术包括主轴速度、驱动技术和控制技术,这些参数影响了五轴数控机床的加工范围和加工精度。

2.1.1主轴速度。五轴数控机床在复杂异形件时,经常需要用到小直径刀具来提高零件表面质量,为此需要主轴具有较高的转速。如今五轴机床的主轴大多都采用电主轴(主轴速度基本保持在20000~50000r/min)来提高效率,减少能量损耗。在细微铣削(铣刀直径一般采用0.1~2mm)加工过程中,需要机床具备更高的主轴转速。

2.1.2驱动技术。在进行复杂曲面加工时,经常需要对五轴机床的主轴转速和角度进行制动和变速以适应各种型面的加工。为达到在较高的进给速度或在短距离的走刀路径上,平稳地加工零件的轮廓,这就要求设备具有很高的主轴加速度。因此,在五轴加工过程中,主轴的加速度将控制着零件的加工精度和刀具的寿命。目前,普通的加工中心基本都是采用伺服电机和滚珠丝杠来驱动直线轴运动,但对于高端数控设备现已开始采用直线电机,如德国DMU公司的DMC75VLinear高速五轴加工中心。直线电机的优点包括:可简化机床结构,减去机床中将回转运动转换为直线运动的机械传动部件,减少能量损耗,从而有效提高零件加工精度,保证各轴的动态性能及移动线速度的稳定性。如今,大部分的五轴联动加工中心基本都采用转矩电机来控制主轴头和回转工作台的运动和摆动。转矩电机是一种同步电机,属于直接驱动装置机构,它在转子上固定有需要驱动的零部件,这样就能尽量减少机械传动零部件。转矩电机的伺服响应灵敏,输出扭矩大、无传动间隙、无零件间的接触传动(避免磨耗)等特点,其角速度是传统蜗轮蜗杆机构的6倍以上,在驱动主轴头摆动的加速度可达3g以上。采用转矩电机替代传统的机械传动结构可以将设备简化,减少零部件数量,提高传动效率,同时提高整个机构运行的稳定性,从而提高零件的加工质量和效率。

2.1.3控制技术。五轴联动加工就是要实现5个运动轴的同时运动,完成零件的加工。由于旋转运动轴的存在,导致坐标系是运动变化的,使得编程算法比三轴机床的算法复杂很多,各种插补运算量庞大,同时细微的旋转坐标轴误差将导致很大的加工误差。为此,要求五轴联动加工中心数控系统具备强大的控制和伺服能力以及高效的运算速度和控制精度,同时还要求系统具备良好的刀轴中心点控制管理能力,实现刀具长度补偿和刀具半径补偿,从而实现圆柱面和倾斜工作面的高效加工。目前在五轴联动加工中,常用的数控系统有:德国Siemens公司的Siemens840D和Heidenhain公司的iTNC530,它们广泛应用于各种高端的数控设备中。

2.2五轴加工工艺

五轴数控加工工艺的划分模式有:按粗、精加工分,依据零件的形状、尺寸及精度等因素,将粗精加工分开的原则进行工艺划分;按刀具集中分,按选择的刀具进行工艺的划分,可以减少换刀次数,缩短加工时间,提高加工精度及效率;按加工部位分,遵循的原则有先近后远、先简后繁、先平面后孔。五轴联动精加工时,五轴设备的刚性、切削能力以及被切削材料的硬度都是应该考虑的因素。根据机械加工工艺规程,在五轴精加工时一般预留0.5~0.8mm的余量精加工。过大的切削量是不允许的,它将对五轴机床的主轴造成损坏,因此工艺人员在制定工艺方案时,应着重考虑五轴联动加工时的切削参数,并书面告知操作人员注意事项。同时在进行五轴联动加工前应进行仿真验证,避免碰撞及过切现象的产生。

23五轴加工关键技术

2.3.1刀轴控制。五轴联动加工过程中的刀具轨迹非常复杂和抽象,为了加工出复杂异型零部件的曲面及空间,经常需要进行多次坐标系和刀轴的变化来完成零件的加工,同时还要考虑各运动轴的协调性,避免干涉、碰撞现象的产生,因此在执行程序前需要用CAD/CAM软件对刀轴进行验证。

2.3.2试切加工。在五轴联动加工过程中,为提高多轴加工的效率及保证加工系统的刚性,实际的切削参数往往要比NC程序中设定的值低(尽量先将倍率调到较低值,然后慢慢提高,直至找到一个最佳方案);另外,当五轴设备的五个运动坐标轴都在运动时,其刚性比三轴设备要低,如果处理不好,将直接影响设备的性能和产品的加工精度。

2.3.3CAD/CAM软件。要实现复杂曲面的五轴加工,关键需要五轴CAD/CAM软件来实现加工工艺。如今能进行五轴编程的软件有UG、hyperMILL、cimatron、powermill、caxa制造工程师等,其中由于powermill软件具有功能强大,操作简便等特点,在国内市场的占有率正在逐年提高。现在越来越多的学校、工厂正在用powermill软件编制五轴加工刀路,完成复杂异形零件的加工。powermill软件中的五轴加工策略很多,其中“曲面投影精加工”策略的加工范围广、生成的刀具路径质量高效,特别适用于复杂曲面的加工,越来越受到机械制造工艺师的青睐。为此,研究“曲面投影精加工”的原理、相关参数的含义以及使用方法,对用好该五轴加工策略意义重大。

2.3.4刀路优化。在编制NC程序时,要避免刀轴不必要的、过度的摆动,防止因机床主轴或工作台过于频繁的摆动,造成机床的损坏。在进行刀路优化时,着重要注意连接刀路的设置,生成多轴刀路后,还需根据机床性能、零件特征,调整连接刀路参数,优化刀具路径。

2.3.5仿真验证。由于五轴设备贵重,加工程序量大,需要考虑的干涉、碰撞问题较多,所以实际加工前一定要先进行模拟加工。如今的CAM软件基本只能进行程序的验证,很难仿真实际的工艺工装等实际加工情境,所以在进行实际的五轴联动加工前,建议编程人员使用专业的多轴数控仿真软件(VERICUT)进行仿真加工,来验证工艺及程序的安全性、可靠性,同时增强操作者和机床的安全保障。

3结语

本文介绍了五轴加工的定义、特点、分类;着重介绍了五轴数控加工的关键技术,包括五轴设备、加工工艺、五轴CAD/CAM软件。在进行多轴加工时应对这三者进行深入研究,找出最佳方案,选用最佳参数,才能实现五轴的高效、高质量加工。目前,数控加工正朝着高速、高效方向发展,采用五轴数控加工,能简化工艺工装,降低由于操作误差对产品精度的影响,大大缩短了切削加工时间并获得更好的加工表面质量。为缩短生产周期、降低人工成本、提高零件的加工精度及企业的竞争力,越来越多的制造类企业采用五轴加工代替原有的加工模式。

数控论文范文第6篇

长期以来,我国数控方面高深层次人才的匮乏和流失,成为阻碍我国数控技术发展的最大障碍。企业有资金引进高精密的数控设备,却寻找不到能够维护和熟练操作的人员,面对厚重的用户手册无力消化吸收,更谈不上技术的改造和创新。由此可见,人才竞争是根本,人才战略是关键。数控技术的复杂性决定了引入高效、直观的培训机制是提高人才素质的有效途径,而此培训机制的关键是要开发一套适合学员的培训系统。随着利用VRML和JAVA开发的虚拟现实技术和USB技术的日益成熟,可以很好地解决了这个难题。这套技术结合计算机图形学、图像处理学、模式识别、智能接口、人工智能、传感器、网络和并行处理等多学科的虚拟现实技术使得人机交互方式有了质的突破。

虚拟现实技术应用于数控加工中心的培训系统中,就是通过计算机产生数控加工中心、被加工工件的虚拟造型,加入音响效果和运动仿真,并配有控制面板,学员根据虚拟环境提供的视觉、听觉、触觉感受,可以感受到与操作实际的数控加工中心一样的状态。与传统的数控加工中心培训相比,此系统摆脱了“试切”、“轨迹显示”等方法,极大地提高了系统的主动性、交互性和沉浸感等性能,给学员逼真的感受,改善了数控加工培训的教学效果,并且大大降低了开发成本。

1.Java和VRML通信实现机理

Java是Sun公司于1995年5月23日推出的,当时并没有引起太多的注意。但是随着Internet的迅猛发展,环球信息网WWW的快速增长,促进了Java语言研究的进展,使得它逐渐成为Internet上受欢迎的开发与编程语言。Java语言具有简单、面向对象、分布式、解释执行、鲁棒、安全、体系结构中立、可移植、高性能、多线程以及动态性的特点,正是这些特点为开发人员开发强大的仿真系统提供了便利。

VRML(VirtualRealityModelingLanguage,虚拟现实造型语言)包含了3D动画、3D音效、传感器触发、时间输入输出、行为控制、支持多种脚本与多重使用者等功能,真正在Web上实现了动态页面,并加强了互动功能,达到真正的虚拟效果。VRML可以用在各行各业,如创建虚拟城市、虚拟校园、虚拟超市、虚拟公司等。VRML210的基本元素是节点,节点是组成3D场景的基本元素,大约定义了50多个节点,利用它们可以简单、轻松地创建虚拟的三维空间。

对VRML的访问是基于传统C/S模式扩展的B/S模式,B/S采用Internet上广泛使用的Web浏览器作为客户前端,操作界面友好、一致。B/S的最大优势还在于其强大的跨平台移植能力,能够极大地降低异构系统的开发难度。目前,VRML主流编程是基于Java、JavaScript,特别是Javaapplet小程序可以与VRML世界嵌在同一WEB页上。EAI(ExternalAu2thoringInterface),是一种介于VRML世界与外部环境的创作接口。通过EAI为VRML与外部世界建立一个通信接口,可以使用户通过这个接口真正成为VRML中的一个角色、一个参与者。EAI提供了一套针对VRML浏览器的Java类,通过这些类,外部环境可以访问当前所运行的VRML世界,还可以完成动态的添加、删除和驱动仿真实体等功能。

2.培训系统的体系结构

该培训系统是以韩国大宇PUMA200、215轴数控车削中心为具体仿真实例开发的。如图1所示为本文所述的虚拟数控车削中心加工仿真系统界面,其中客户前端为Web浏览器,浏览器左侧为提供功能模块选择的视图区,右侧为对应的场景区。

数控加工中心培训系统硬件设备由多媒体计算机、投影设备、USB通讯接口、音箱及电器小元件等构成。计算机最低配置为PentiumⅢ550,内存为128MB,10/100MB以太网卡,可以满足动态三维图形较大的资源消耗。系统总体结构由操作仿真模块、视觉仿真模块、音响仿真模块、运动仿真模块组成,如图2所示。其中视景仿真模块是实现培训系统沉浸感的重要因素,操作仿真模块是实现学员与虚拟数控机床之间交互作用的主要手段。

2.1操作仿真模块

数控加工中心培训系统中控制面板的布置与实际的一样,并与实际的面板有相近的动作范围和相似的力感,如图3所示,如转动手轮时有真实的手感,按下按钮、拨动开关有真实的力感,学员在看到加工过程中有异常情况可以按下急停键,并且可以保持状态。操作过程中,有些键必须配合使用,如进给倍率与手轮的配合、刀号与换刀按钮的配合、主轴正反转与主轴启动的配合,这些配合键使用的设置,使操作更加接近实际操作情况。

2.2视景仿真模块

视景仿真模块利用计算机图形图像技术和3D技术,生成数控机床的各个部件,如门、刀库及刀具、夹具、坯料、油管、散热孔等。为了使图像处理实时且逼真,要选用高档的显卡、高性能的图形加速卡等硬件条件的支持,更需要图形技术和开发平台的发展。视景仿真模块采用计算机平台和专用三维建模软件的三维图形开发技术。

2.3音响仿真模块

音响仿真模块利用计算机多媒体技术,生成数控机床加工过程中的声音信息,包括机床在加工工件中的声音信息、刀具进给的声音信息、主轴正反转的声音信息、装夹工件的声音信息以及换刀的声音信息。其中刀具进给声由进给倍率决定,主轴转动声由主轴倍率决定。音响仿真系统采用支持多媒体保准接口的声卡取代专用的数字信号处理器,具有通用性好、易移植、易升级等优点,并且大大降低了系统成本。

2.4运动仿真模块运动仿真模块通过模拟数控机床中的运动机构及其控制系统,实现操作过程中逼真的感受,如刀具进给时由于轨道不光滑产生的轻微晃动。运动仿真模块是提高培训系统逼真度的有效手段。建立虚拟数控机床作业环境,可随意移动、旋转、缩放及变换视点,尤其是适用于三轴以上数控机床针对加工过程中过切及干涉的校验。数控车削中心运动仿真模块主要包括回参考点、刀具进给、主轴启动、卡盘松紧、选刀等。

3.仿真控制一体化平台的技术实现

3.1技术实现方案

3.1.1静态造型及机械动作的实现

首先对所研究的数控加工中心进行建模、仿真,利用Autodesk公司推出的最新版的三维动画与造型软件3DSMAX610对数控加工中心进行建模、静态造型。造型结束后,根据部件运动时的状况设计动画。最后把3DSMAX文件转换成VRML格式,分析各个运动部件,并进行时间分配,调节VRML源代码中各个部件运动时间周期使之符合实际情况──实现机械部分的静态、动态造型。

3.1.2电器控制开发过程

根据数据采集与传输的特点,我们充分利用了USB技术的优点。自主开发的USB高速多功能卡是基于USB210协议的,所以其速率可高达480Mbps,完全满足高实时性的数据采集场合。实践证明该方案取得了良好的效果。总体硬件框图如图4所示。

3.1.3CAI软件测试与安装

为了验证CAI软件的可行性,我们与山东济南星科公司合作,完成CAI软件在多台个人计算机上的安装,测试了软件的稳定性和时间响应。经过长时间的调试,系统的稳定性是可靠的,时间响应也在允许范围之内。多家职业学校使用该软件进行专业学员的培训工作,取得了良好的反响。

3.2开发过程中的关键技术点

3.2.1材质透明化处理

在VRML空间中几何体的透明度是通过Material节点中transparency域的域值指定的,其值从完全不透明表面的0.0到完全透明表面的1.0。该域的缺省值为0,表明不透明。如图5所示,材质的透明效果使得学生可以一目了然地看明白数控机床加工工件的过程,增强了学生学习的兴趣。

3.2.2视点变换处理在VRML2.0中所谓视点就是浏览者在空间中所处的某一特定的位置和朝向,在这个位置通过朝向,浏览者可以浏览到虚拟世界中相关的场景。用vrmlscript可以控制视点的变化,使浏览者可以从当前视点快速切换到其它视点。在VRML中先用DEF定义Viewpoint节点,然后再定义Script,具体代码如下:

DEFssScript

{//定义节点名

eventInSFBoolget_touch1

//Script节点输入接口

eventOutSFBoolset_view1

//Script节点输出接口

url"vrmlscript:functionget_touch1(){//

url提供节点和程序之间的联系

set_view1=1;}"}

在该数控加工中心培训系统中,运用视点转换,产生的效果如图6所示。图6(a)可以观看数控机床的整体,对数控机床产生整体的印象;图6(b)可以观看加工工件的过程以及插补情况;图6(c)展示了加工工件时的G代码,可以了解NC代码;图6(d)可以观看刀具回零点和换刀的情况。

3.2.3现场声音的设定VRML场景中可以添加声音,与静态网页上的声音相比,VRML场景所播放的声音不是简单的2D声音,而是有自己的声源,以及模拟现实中的声音传播路径的3D声音,它会给人和现实中一样的听觉感应。VRML所支持的声音文件有WAV、MIDI和MPEG-1文件,AudioClip只支持前两种文件格式。利用AudioClip节点引入一个外部声音文件,并规定这个声音文件的播放参数,必须作为Sound节点的source域的域值来使用,Sound节点中的域值都可通过Javaapplet来重新设定。Sound节点格式如下:

Sound{

sourceDEFFeedSoundAudioClip

{//引入一个外部声音文件节点

url"FeedSound1wav"

//指定声音文件的URL地址

description"FeedSound"//

指定一组描述所引用声音文件的文本

loopFALSE

//是否循环播放

tartTime1

//所引用声音文件开始播放的绝对时间

pitch1//

加快或减慢播放速度

intensity1//声音强度

location000//指定声源位置

direction001//指定是否声音立体化

minBack1//空间声源的最小后点

minFront1//空间声源的最小前点

maxBack1000000//空间声源的最大后点

maxFront1000000//空间声源的最大前点

首先用MP3录制数控机床各种动作时的现场声音,然后进行声音剪裁、分段。通过相应的声音节点在VRML世界需要的场合添加合适的声音,使整个VRML世界更加具有真实感,更加生动逼真、栩栩如生。

3.2.4文件的优化措施

(1)在不影响视觉效果的前提下,简化设备结构。

(2)对于复杂模型用模型优化器(optimizer或wingz或Gzip)进行优化。

(3)对于反复使用的部件,可先对其命名(DEF),然后再重复使用(USE)。

(4)必要时使用帖图。

4.结论

本文介绍了数控加工中心培训系统的开发,对于软件的结构体系、实现机理、关键技术作了详细的说明。该系统与使用录像和实物的传统培训系统相比,具有系统造价低、训练费用少、训练周期短、训练效果显著等特点,对我国数控人才的培养起到了重要的推动作用。

数控论文范文第7篇

该零件的材料为锻铝LD10,零件底面含有大小不同、形状各异的小孔40余个,部分小孔与侧面的若干个不同角度油路深孔相交汇,零件结构如图1所示,孔位示意如图2所示。在加工深孔的过程中,采用了进口的MAYKESTAG加长准3mm钻头、准4.5mm合金键槽刀和加长中心钻等特种刀具。

2加工质量和步骤分析

2.1加工质量分析

影响零件加工精度的因素主要取决于其工艺系统的几何误差、受力变形、受热变形、振动变形、调整误差和工件内应力引起的误差等。孔加工可分为浅孔和深孔加工两种,孔深与孔径之比>5称为深孔加工。深孔加工与普通的孔加工相比,具有其自身的一些特点,主要表现在以下几方面。

(1)深孔加工处于一种封闭或半封闭的加工状态,不能直接观察刀具的切削和走刀情况。

(2)切屑在深孔内排屑路径较长,不便于排屑,且易发生堵屑。

(3)钻头细长,刚性差,工作时容易偏斜和产生振动,直线精度及表面粗糙度难以保证。

(4)钻头在相对封闭的状态下工作,热量容易积累,使钻头温度升高,磨损严重,使被加工零件发生受热变形。因此,选用正确的切削工具,采用合理的切削方法和切削参数,从而有效地控制或减小这些因素引起的加工误差,是保证深孔加工质量的关键。

2.2加工步骤分析

2.2.1切削参数选择

(1)转速的选取。在进行深孔加工时,钻头的转速高低直接影响工件的表面质量和钻头的正常运转。实际加工中在其它参数不变的情况下,钻头转速低于一定值时将造成切削刃黏刀,工件表面粗糙度达不到技术要求,不能满足加工质量要求;而转速大于一定值时又会造成切削噪声过大、温度过高、刀具磨损加重的后果。因此,钻头的转速选取必须有一个合理的范围,才能保证钻头的使用寿命和工件质量。钻头的转速主要取决于所加工的材料和钻头的直径,根据刀具厂家提供的不同材料和钻头直径的加工表,然后计算出转速。本零件的材料为铝合金,加长钻头直径为3mm,由于为深孔加工,应降低切削速度,减少进刀量。根据机械加工工艺手册查得的切削线速度的范围大约为80~300m/min,根据工件情况,为小直径深孔切削,取最低值80m/min,由于属于深孔加工降低50%,使用加长钻头再降低50%,这样就可以根据钻头直径算出所需的转速:n=20000/(3π)=2120r/min。同理可计算出其它刀具所需的转速。

(2)进给量的选取。在深孔加工中,每转进给量的选取直接关系到切屑长度和形状,实践证明,转速不变并且在钻头负荷之内的情况下,钻削的进给量过大或过小都会造成断屑不畅,切屑堵塞,影响顺利排屑。所以选取一个合适的进给量非常重要,进给量的选取取决于钻头直径和加工材料,因加工材料为铝合金,钻头的直径为3mm,故得出每转进给量大约为0.013mm,再乘以转速,就可以计算出每分钟的进给量:V=0.013×2120=27.6mm/min。

2.2.2工装夹具的设计

工装的优劣直接影响工件的加工精度、表面质量、劳动生产率和加工成本,该工装的设计需考虑在分度头上的安装,以及安装后工装与机床工作台及刀柄的干涉问题,并进行最大限度的减重处理。如图3(a)所示,零件与工装依靠销孔定位,利用大(主压板)、小(辅压板)两个压板固定零件,侧面让开零件待加工部分,防止加工干涉,该工装既方便装夹又可保证加工完成后方便取下工件。

2.2.3切削步骤的安排

在深孔加工过程中,最容易产生的问题是孔位偏斜,另外是深孔内排屑路径较长,排屑不易,造成切屑挤压内壁,影响孔壁粗糙度。为防止以上问题,在进行深孔加工过程中应采用以下工艺方法。

(1)在加工孔时首先要看所加工孔是否垂直于所在平面,由于零件含有倾斜表面的斜孔,在加工前要用铣刀先将其所在平面铣平并垂直于孔的方向,如图4中的A放大图,剖面线部分应先用相同直径的立铣刀铣平,再用中心钻钻定位孔。

(2)为防止加长钻头在加工过程中导向出现偏差,可以采用分段加工的方法,即用同直径普通长度的钻头进行导向加工,目的是为之后的加长钻头钻削加工约束导向,防止孔位偏差。例如加工长度为80mm的深孔,为保证加工质量和安全性,又要提高其深孔加工的效率,可将孔分为三段式加工,分别采用3把不同长度的刀具进行加工,最上段0~30mm为浅孔加工,使用普通长度的刀具,并采用较大的进给速度,中段30~50mm使用中等长度的刀具,采用普通的进给速度加工,最下段50~80mm为深孔加工,使用加长的特制刀具,采用较小的进给速度,保证刀具不会折断。

(3)利用加长钻头进行深孔切削时,由于排屑路径较长,可编制宏程序进行分段加工,并且为了更方便排屑,每次进给后,钻头需要提到安全平面高度,并作短暂停留。

(4)遇到相交的丁字孔,先钻盲孔再钻透孔,如图5中,应该先钻b孔再钻a孔。

(5)在加工孔径公差0~0.006mm的平底沉孔过程中,首先用小于沉孔直径0.1mm的钻头加工,然后用专用铣刀进行精加工,以保证沉孔尺寸要求。交叉深孔的加工一定要从全局考虑,先确定加工孔的顺序,只有采用了正确的加工顺序才能顺利完成加工任务,达到事半功倍的效果。

2.2.4切削程序的编制与仿真加工

深孔加工中除合理选择刀具和切削参数外,编制切削程序时,需要考虑解决3个主要问题,即排屑、冷却钻头和使加工周期最小化。FANUC数控系统提供了G73和G83两个深孔加工指令,G73为高速深孔往复排屑钻,G83为深孔往复排屑钻。排屑主要是依靠切屑在钻头螺旋槽中的流动来保证的,因此深孔加工,特别是孔深比较大的深孔,为保证顺利加工并排出切屑,应优先采用G83指令。在实际加工中,当钻头退出时,切屑在冷却液冲刷下又会落入孔中,当钻头再次进入后,它将撞击位于孔底部的切屑,切屑在刀具的作用下开始旋转,将切屑切断或熔化。因此,在必要时应暂停加工来清理和吹净切屑,否则会引起刀具散热困难,甚至造成刀具折断。为了有足够时间冷却钻头和清理切屑,增加编制了一个带退刀与清除残留切屑的宏程序。用参数设置切削量与进给速度,用IF条件指令设定切削深度与退刀条件。当刀具加工到设定的某一深度时,自动退刀至离开工件表面,冷却液充分冷却刀具并且清除刀具上残留的切屑,保证钻头有足够的耐用度,解决了深孔加工中刀具不易排屑、散热困难等影响加工的不利因素。

3结论

本文针对某型号伺服机构中关键零件的侧面油路深孔的数控加工,开展了相关的工艺技术改进。综合考虑刀具转速、切削速度、进给量、排屑方式等对加工质量、效率和刀具磨损的影响,采用适当的装夹方式,有效地减少和控制该类零件的加工尺寸误差,合理进行工艺规划,选择合适的切削方法和切削参数,解决了加工中心深孔加工这一难题,显著提高了零件的加工精度,提高了生产效率。

数控论文范文第8篇

因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性,高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关,由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。

如果在机械部分,首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副,如果导轨副的动、静摩擦系数大,且其差值也大,将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨,如果导轨间隙调整不好,仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位,对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动,对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题,导轨副状态不好,导轨的油不足够,致使溜板爬行。这时,添加油,且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂,能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜,从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。

其次,要检查进给传动链。因为在进给系统中,伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力,调整松动环节,调整补偿环节,都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度(即提高其传动刚度),对于提高运动精度,消除爬行非常有益;另外传动链太长,传动轴直径偏小,支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此,在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷,逐个排查。

二、分析进给伺服系统原因与对策

如果故障原因在进给伺服系统,则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题,与进给速度密切相关,所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环,检查速度调节器故障一是给定信号,二是反馈信号,三是速度调节器自身故障。根据故障特点(如振动周期与进给速度是否成比例变化)检查电动机或测速发电机表面是否光整;还可检查系统插补精度是否太差,检查速度环增益是否太高;与位置控制有关的系统参数设定有无错误;伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确;增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好,应对这些环节逐项检查、分类排除。

三、其它因素

有时故障既不是机械部分的原因,又不是进给伺服系统的原因,有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查,发现电动机故障引起过载,更换电动机过载消除,可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因,结果核实传动链没问题,又查进给伺服系统确认无故障,随后对加工程序进行检查,发现工件曲线的加工,采用细微分段圆弧逼近来实现,而在编程中用了G61指令,也即每加工一段就要进行一次到位停止检查,从而使机床出现爬行现象,将G61改为G64指令连续切削,爬行消除。

如果故障既有机械部分的原因,又有进给伺服系统的原因,很难分辨出引起这一故障的主要矛盾,这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况,要进行多方面的检测,运用机械、电气、液压等方面的综合知识,采取综合分析判断,排除故障。

数控机床是技术密集和知识密集的设备,故障现象是多样的,其表现形式也没有简单的规律可遵循,这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识,还要求具有综合分析和解决问题的能力。

参考文献:

1、蒋建强数控机床故障诊断与维修北京:电子工业出版社2006

2、张秀玲数控机床维修技师手册北京:机械工业出版社2006论文关键词:数控机床;爬行与振动;诊断排故

数控论文范文第9篇

论文摘要:文章对数控机床的爬行与振动故障原因作了简单分析,指出一些诊断排故的方法和策略

数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床,经各部分的执行功能,最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作,实现切削加工任务。工作时,各项功能相互结合,发生故障时也混在一起,故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因,大部分故障以综合形式出现,数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。

数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时,出现移动部件开始不能启动,启动后又突然作加速运动,而后又停顿,继而又作加速运动,如此周而复始,这种移动部件忽停忽跳,忽快忽慢的运动现象,称为爬行;而当其高速运行时,移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。

造成这类故障的原因有多种可能,可能是因为机械部分出现了故障所导致,也可能是进给系统电气部分出现了问题,还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成,甚至可能因编程有误也会产生爬行故障。

一、分析机械部分原因与对策

因为数控机床低速运行时的爬行现象往往取决于机械传动部分的特性,高速时的振动又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关,由此数控机床的爬行与振动故障可能会在机械部分。

如果在机械部分,首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副,如果导轨副的动、静摩擦系数大,且其差值也大,将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨,如果导轨间隙调整不好,仍会造成爬行或振动。对于静压导轨副应着重检查静压是否到位,对于塑料导轨可检查有否杂质或异物阻碍导轨副运动,对于滚动导轨则应检查预紧措施是否良好。关注导轨副的也有助于分析爬行问题,导轨副状态不好,导轨的油不足够,致使溜板爬行。这时,添加油,且采用具有防爬作用的导轨油是一种非常有效的措施。这种导轨油中有极性添加剂,能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜,从而改善导轨的摩擦特性防止爬行。

其次,要检查进给传动链。因为在进给系统中,伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成的传动链。定位精度下降、反向间隙增大也会使工作台在进给运动中出现爬行。通过调整轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧力,调整松动环节,调整补偿环节,都可有效地提高这一传动链的扭转和拉压刚度(即提高其传动刚度),对于提高运动精度,消除爬行非常有益;另外传动链太长,传动轴直径偏小,支承座的刚度不够也是引起爬行的因素。因此,在检查时也要考虑这些方面是否有缺陷,逐个排查。

二、分析进给伺服系统原因与对策

如果故障原因在进给伺服系统,则需分别检查伺服系统中各有关环节。数控机床的爬行与振动问题属于速度问题,与进给速度密切相关,所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环,检查速度调节器故障一是给定信号,二是反馈信号,三是速度调节器自身故障。根据故障特点(如振动周期与进给速度是否成比例变化)检查电动机或测速发电机表面是否光整;还可检查系统插补精度是否太差,检查速度环增益是否太高;与位置控制有关的系统参数设定有无错误;伺服单元的短路棒或电位器设定是否正确;增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好,应对这些环节逐项检查、分类排除。

三、其它因素

有时故障既不是机械部分的原因,又不是进给伺服系统的原因,有可能是其它原因如编程误差。如FANUC6M系统数控机床在一次切削加工时出现过载爬行。经过仔细核查,发现电动机故障引起过载,更换电动机过载消除,可爬行还是存在。先从机床着手寻找故障原因,结果核实传动链没问题,又查进给伺服系统确认无故障,随后对加工程序进行检查,发现工件曲线的加工,采用细微分段圆弧逼近来实现,而在编程中用了G61指令,也即每加工一段就要进行一次到位停止检查,从而使机床出现爬行现象,将G61改为G64指令连续切削,爬行消除。

如果故障既有机械部分的原因,又有进给伺服系统的原因,很难分辨出引起这一故障的主要矛盾,这是制约我们迅速查出故障原因的重要因素。面对这种情况,要进行多方面的检测,运用机械、电气、液压等方面的综合知识,采取综合分析判断,排除故障。

数控机床是技术密集和知识密集的设备,故障现象是多样的,其表现形式也没有简单的规律可遵循,这就要求维修的技术人员要有电子技术、计算机技术、电气自动化技术、检测技术、机械理论与实践技术、液压与气动等较全面的综合技术知识,还要求具有综合分析和解决问题的能力。

参考文献:

1、蒋建强数控机床故障诊断与维修北京:电子工业出版社2006

数控论文范文第10篇

对于工科类学生来讲,数控加工实践教学环节在整个专业课程中占有重要地位,此教学环节是理论与实际的结合体,更是培养学生工程意识、创新能力的基础。数控加工实践课所设置的教学内容完全由学生自主、动手、动脑独立操作完成指定任务,对于初次接触工程实践的学生来讲,这门课比较难学。培养社会需要的人才是我们高等教育的主要任务,也是我们教育工作者的历史使命,因此把我们的学生培养成为拥有良好的实践能力、创新能力、分析和解决问题能力的人才,是我们的重要任务。为此我们要有明确的教学目标:教学过程中要求学生做到严谨认真;在实践的过程中培养良好的科学素质;在实践中养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,树立团队协作精神。

2确定科学实践课程改革方法

2.1建立完善实训预习报告制度

一份明确的预习报告,可以详细的指出本实践课程所要涉及的预备知识、前期准备工作、实验原理、实验内容、实验方法和实验目的。由于学生的层次存在着不同程度的差异,通过建立预习报告制度的学习方法,可以最大程度的拉平学生个体差异,使学生对数控实训做到有备而来。

2.2建立预设问题的方法

在实践的过程中,科学、合理的预先设置问题,能够培养学生学会分析并能解决问题的能力,改变以往“填鸭式”教学模式,让学生体会到成功解决问题的喜悦,激发学生探求科学奥秘的激情。

2.3充分利用多媒体教学资源以及CAD\CAM技术

多媒体教学能够使实践教学课程的难点通过文字、声音、图像、视频等多种方式,更加形象生动的展示给学生,充分发挥CAD\CAM技术优势,积极树立学生现代工程技术理念。

3建立开放性实验室

学生是参与实验的主体,实验室是学生实验、实践的重要场所,我们要充分利用现有实验资源,为学生提供良好的实验、实践环境,围绕以学生为主体的理念建立并健全开放性实验室。

3.1实验室开放的实践项目要满足学生自主发展需要

我们要有针对性的开放实验场所,而不是大面积的、无选择行的开放。不同学生群体有各自的自主学习需求,要注意到学生个体知识层面的差异性,有侧重性的引导学生学习,培养学生的科研能力。对不同专业的学生制定相应的实验室开放方案。科学、细致的制定培养计划,对传统的灌输式教育进行彻底改革。

3.2开放性实验室要有一定的规模

开放性实验室、是为了培养学生的个性与能力,满足学生的实践要求,因此实验室的实验设备要做到多样化、信息化、规模化,设备类型要改变传统模式,不能使得实验设备类型单一化。如原有数控加工实践教学的主要设备有数控车床、数控铣床、加工中心,通过这三种设备进行实践教学,虽然学生得到了一定的技能训练,但是对完整的加工工艺性掌握不够全面,因此从培养学生综合能力的目的上来讲,我们还是要扩大开放范围,增加电加工、快速成型加工、激光加工、超声波加工等类型的机床,使学生的眼界放宽、接触面变广,通过实践课程对多种加工方法的了解,拓宽学生对现代制造工程的全面认识。

4改革考评方式

数控加工实践课程传统的评分办法是,理论考试与实际操作成绩相累加的计分方式。考试项目比较单调,笼统。所以考试的成绩不能反映学生实践效果的优劣。我们要培养新型人才来满足社会需求,就要对传统的考评方式进行改革。

4.1建立考核课题,分组加工

考核课题的建立,要从综合角度出发,把参加考核的学生所掌握的预备理论知识与实践活动相结合,对不同专业的学生制定出不同的考核课题。机械专业的学生,要突出配合精度,装配精度,加工工艺等方面的要求;对电子专业的学生要突出结构设计、加工工艺的要求。以小组的方式对课题进行攻关。其目的是通过课题的有序进展,综合考察学生对已学知识的掌握程度,再经过学生间的相互讨论交流,互相学习共同消化理解知识难点。

4.2书写课题论文,进行集体答辩

小组分工书写课题论文或是实结,通过书写论文,让学生能仔细回想自己课题的制作过程,把原本含糊不清的知识点、数据,最终都落实到纸上,纠正了过去那种得过且过的思想,正真做到一板一眼,严谨认真的科研作风。最后答辩,发现课题制作中的问题,并由此展开讨论,使容易发生的问题得到大家的广泛重视,由于每组课题的课题内容不同,所以发现的问题也不同,经过集体答辩,使各种问题得以解决,这样就避免了学习的单一性,片面性,使全体同学获得更多收获。

4.3理论考试

理论考试是必不可少的环节,但是由于所学专业不同,前期预备知识的掌握程度存在着一定差异,因此要对不同专业的学生制定不同的考核题目,有针对性的进行考核。

4.4综合测评

综合评测是对学生实践课程的总结,要把理论考试、实践操作、课题完成的情况加以综合,做出恰当的综合评定。

5结束语

数控加工实践教学,是一门理论与实践紧密结合的课程,学生通过实践课程的培养,综合能力就会获得很大的提升,因此进行合理、科学的实践课程改革,是培养具有创新能力、实践能力优秀人才的必经之路。

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